المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية
آخر المواضيع المضافة

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 12027 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Spring Cylinder  
  
1647   03:49 مساءاً   date: 4-9-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 15


Read More
Date: 29-8-2016 1173
Date: 19-8-2016 1022
Date: 26-8-2016 1523

Spring Cylinder

One part of a cylinder is filled with one mole of a monatomic ideal gas at a pressure of 1 atm and temperature of 300 K. A massless piston separates the gas from the other section of the cylinder which is evacuated but has a spring at equilibrium extension attached to it and to the opposite wall of the cylinder. The cylinder is thermally insulated from the rest of the world, and the piston is fixed to the cylinder initially and then released (see Figure 1.1). After reaching equilibrium, the volume occupied by the gas is double the original. Neglecting the thermal capacities of the cylinder, piston, and spring, find the temperature and pressure of the gas.

Figure 1.1

SOLUTION

For a thermally insulated system (no heat transfer), the energy change ∆ε is given by

(1)

Figure 1.2

where 0 and 1 correspond to the initial and final equilibrium states of the system, with sets of parameters T0, P0, V0 and T1, P1, V1 respectively. In this case, the gas is expanding, therefore some positive work is done by the gas, which indicates that the energy change is negative, and the temperature decreases. ∆ε for an ideal gas depends only on the change in temperature:

(2)

Where Cv is the heat capacity of one mole of the gas at constant volume (for a monatomic gas Cv = 3R/2). The work done by the gas goes into compressing the spring:

(3)

where K is the spring constant and x is the change of the piston position (see Figure 1.2). On the other hand, when equilibrium is reached, the compression force of the spring

(4)

where A is the cross section of the piston. So

(5)

where we used the ideal gas law for one mole of gas. Substituting (5) into (3), we have

(6)

Notice that Ax is the volume change of the gas:

(7)

Therefore,

(8)

Substituting (8) and (2) into (3), we obtain

(9)

and

(10)

The temperature indeed has decreased. As for the pressure, we have for the initial state

(11)

Now V1 = 2V0, so

(12)

and




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.